JP6539781B2 - ブラインドファスナー - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、共同所有されている同時係属中の２０１５年１１月１７日に出願された「HIGH SPEED BLIND FASTENER」と題する、米国仮特許出願第６２／２５６，３８１号の関連出願であり、優先権を主張するものであり、この開示の全文は、参照することにより本明細書に組み込まれる。

本発明は、ファスナー、及びより具体的には、高速ブラインドファスナーに関する。

ブラインドファスナーは、複数のワークピースのうちの１つのワークピースのブラインド側にアクセスすることが困難であるか又は不可能な場合に、複数のワークピースを互いに固定するために、一般に使用されている。いくつかの用途では、ワークピースの接合部において最小のクランプ力を制御すること、及び取り付けたファスナーの前面の目視検査ができることが望ましい。

一実施形態では、ファスナーであって、第１の端部及び第１の端部に対向する第２の端部を有する細長いシャンク部と、第１の端部に近接して位置する平滑な円筒状シャンク部と、第２の端部に位置し、複数のネジ山を有するネジ付き部と、第１の端部に位置するヘッドと、ヘッドと平滑な円筒状シャンク部との中間に位置する環状溝と、を含むボルトと、第１の端部と、スリーブの第１の端部に対向する第２の端部と、スリーブの第１の端部に位置するヘッドと、スリーブのヘッドからスリーブの第２の端部へ延在する細長いシャンク部と、スリーブの第１の端部からスリーブの第２の端部へ延在する内部キャビティを形成する内壁と、スリーブの細長いシャンク部内に位置する細長い部分とスリーブのヘッドに位置する凹部とを含む内部キャビティと、凹部の底部でスリーブの細長いシャンク部に近接して位置する環状タブと、を含むスリーブと、を含み、スリーブはボルトを受け入れるように適合され、ボルトのシャンク部がスリーブの内部キャビティの細長い部分内に配置され、ボルトのヘッドがスリーブのヘッドの凹部内に配置され、ボルトをスリーブ内に取り付けた状態である場合、スリーブの環状タブは変形されてボルトの環状溝に嵌合する、ファスナー。

別の一実施形態では、ボルトを取り付けていない状態である場合に、ボルトの環状タブは、ボルトの長手方向軸に対して斜めに延在する斜面と、ボルトの長手方向軸と実質的に平行な軸方向の側面とを含む。前述の実施形態のいずれかでは、ボルトを取り付けた状態であり、ボルトの環状タブは、環状タブの斜面及び軸方向の側面が内側に移動するように変形される。前述の実施形態のいずれかでは、ボルトのネジ付き部の複数のネジ山に螺合するように適合された雌ネジを有するナットを更に含む。前述の実施形態のいずれかでは、ナットは、第１の端部、ナットの第１の端部に対向する第２の端部、及びナットの第１の端部に位置するテーパ状部を含む。前述の実施形態のいずれかでは、ボルトがその取り付け位置に取り付けられる場合、スリーブの内部キャビティの細長い部分は、変形してナットを受け入れるように適合されている。前述の実施形態のいずれかでは、ナットは、ナットの第１の端部からナットの第２の端部へ延在する複数のスプラインを含む。前述の実施形態のいずれかでは、スリーブのシャンク部は、スリーブの第２の端部に近接して位置するアニール領域を含み、スリーブは、ファスナーを取り付けた状態である場合にバルブを形成するように適合されている。

別の実施形態では、ファスナーであって、第１の端部を有する細長いシャンク部と、第１の端部に対向する第２の端部と、第１の端部に近接して位置する平滑な円筒状シャンク部と、第２の端部に位置し、複数のネジ山を有するネジ付き部と、第１の端部に位置するヘッドと、を含むボルトと、第１の端部と、スリーブの第１の端部に対向する第２の端部と、スリーブの第１の端部に位置するヘッドと、スリーブのヘッドからスリーブの第２の端部へ延在する細長いシャンク部と、スリーブの第１の端部からスリーブの第２の端部へ延在する内部キャビティを形成する内壁と、スリーブの細長いシャンク部内に位置する細長い部分を含む内側キャビティと、を含むスリーブと、ボルトのネジ付き部の複数のネジ山に螺合するように適合された雌ネジを有するナットと、を含み、スリーブはボルトを受け入れるように適合され、ボルトのシャンク部がスリーブの内部キャビティの細長い部分内に配置され、ボルトのヘッドがスリーブのヘッドに接触して配置される、ファスナー。

前述の実施形態では、ナットは、第１の端部、ナットの第１の端部に対向する第２の端部、及びナットの第１の端部に位置するテーパ状部を含む。前述の実施形態のいずれかでは、ボルトがその取り付け位置に取り付けられる場合、スリーブの内部キャビティの細長い部分は、変形してナットを受け入れるように適合されている。前述の実施形態のいずれかでは、ナットは、ナットの第１の端部からナットの第２の端部へ延在する複数のスプラインを含む。

一実施形態では、ファスナーは、取り付け状態の前面目視検査、及びナットによる緩み止め機能を特徴とするスピン／トルク取り付けブラインドファスナーである。ボルトとスリーブが前面側で同一平面である状態は、ロックされていること及びクランプ荷重を証明する。ファスナーにはピンテールもピンブレイクもなく、これにより、より少ない材料で済む。ファスナーは、手工具又は標準的な動力工具及びパワーガンを用いて取り付けられてもよい。

図１は、一実施形態による高速ブラインドファスナーの側断面図である。 図２Ａ及び２Ｂは、図１に示されるブラインドファスナー２つの詳細な拡大図であるが、取り付け前及び取り付け後のブラインドファスナーをそれぞれを示す。 図３は、複数のワークピース内にブラインドファスナーの一部として取り付けた状態である、図１及び図２に示すブラインドファスナーの側断面図である。 図４は、図３に示すブラインドファスナーの側断面図であるが、任意のネジ付きバルブスリーブ設計で示されたファスナーによって使用されるブラインドボルトを備える。 図５は、高速ブラインドファスナーの別の実施形態の側面図である。

図１及び図２を参照すると、一実施形態では、ボルト１２（例えば、ピン部材）、及びボルト１２を中に受け入れるように適合されたスリーブ１４を含むブラインドファスナー１０が示されている。一実施形態では、ボルト１２は、平滑な円筒状シャンク部１８を有する細長いシャンク１６、複数のネジ山２２を有するネジ付き部２０、及び平滑な円筒状シャンク部１８に近接する細長いシャンク１６の一端に形成される拡大ヘッド２４を含む。一実施形態では、ヘッド２４は皿頭である。一実施形態では、ヘッド２４は、レンチ等の工具を受け入れるように適合された六角形状２５を含む。一実施形態では、ボルト１２は、平滑な円筒状シャンク部１８とヘッド２４との中間に位置する環状溝２６を含む（図２参照）。一実施形態では、環状溝２６は、ヘッド２４の下側部２８を形成する。一実施形態では、下側部２８は、ボルト１２の長手方向軸線Ａ−Ａに対して垂直である。一実施形態では、ヘッド２４は、ボルト１２に回転力を加える工具を受け入れるための大きさと形状の凹部３０を含む。一実施形態では、凹部３０は六角形の形状である。別の実施形態では、凹部３０はトルクス凹部である。一実施形態では、複数のネジ山２２は、２条ネジ山を含む。一実施形態では、感圧性エポキシパッチ３２が、ボルト１２のネジ付き部２０の一部分にコーティングされている。

更に図１及び図２を参照すると、一実施形態では、スリーブ１４は、スリーブ１４の第１の端部に位置するヘッド３４、及びヘッド３４からスリーブ１４の第２の端部へ延在する細長いシャンク部３６を含む。一実施形態では、スリーブ１４は、スリーブ１４の第１の端部から第２の端部へ延在する内部キャビティ３８を含む。一実施形態では、内部キャビティ３８は、内壁４１、及びスリーブ１４の第１の端部に近接して位置する凹部４２により形成される細長い部分４０、を含む。一実施形態では、凹部４２は、ボルト１２をスリーブ１４内に取り付ける場合に、ボルト１２のヘッド２４を受け入れる大きさ及び形状の皿穴凹部である。一実施形態では、環状タブ４４は、凹部４２の底部で凹部４２の細長い部分４０の一端に近接して位置する。一実施形態では、ボルト１２を取り付けていない状態である場合に、環状タブ４４は、ボルト１２の長手方向軸Ａ−Ａに対して斜めに延在する斜面４６、及びボルト１２の長手軸とほぼ平行な軸方向の側面４８を有す。後述するように、環状タブ４４は、ボルト１２をスリーブ１４内に取り付ける場合、ボルト１２の環状溝２６に嵌合するように適合される。一実施形態では、スリーブ１４の細長い部分４０の一部は、エンドバンドのアニール領域５０を含む。一実施形態では、スリーブ１４のヘッド３４は環状フランジ５２を含む。

一実施形態では、ファスナー１０は、ボルト１２の雄ネジ２２を螺合するように適合されたネジ付きナット５４を含む。一実施形態では、ナット５４は、複数の外歯スプライン５６を含む。一実施形態では、ナット５４は、回転防止スプライン６０を有するテーパ状部５８を含む。

図２Ａ〜図４を参照すると、ファスナー１０は、ボルト１２のヘッド２４の凹部３０に工具を挿入し、工具を使用してボルト１２を回転させることによって取り付けられる。一実施形態では、これにより、ナット５４の回転防止スプライン５６、６０をスリーブ１４の内部キャビティ３８の細長い部分４０に引き込む動作を開始する。スリーブ１４は、ナット５４がボルト１２のネジ付き部２０に沿って上に移動するにつれて、そしてスリーブ内でスリーブ１４の膨らみ５５が形成され、複数のワークピース１００、１０２のブラインドスライドに達して、互いに固定されるまで、膨らむ。これが生じると、ワークピース１００、１０２はクランプされ、ボルト１２が環状ロックタブ４４に向かって移動する。また、取り付け中に、ボルト１２のヘッド２４がスリーブの凹部４２に係合する時、スリーブの環状タブ４４は、ボルト１２のヘッド２４の下側部２８と係合する。取り付け中、ボルト１２のスリーブ１４内への力は、環状タブ４４を変形させ、斜面４６及び軸方向の側面４８がそれぞれ内側に移動し、タブ４４はボルト１２の環状溝２６でロックする。一実施形態では、ファスナー１０が最終的にクランプする前に、タブ４４と溝２６との間でロックは形成される。一実施形態では、的確なクランプ力は、互いに直接的な相関関係にあるタブ４４と溝２６との間の嵌合をロックさせるのに必要な所定の荷重によって生成される。図３は、複数のワークピース１００、１０２内で完全に取り付けた状態にあるファスナー１０を示す。これに関して、フランジ５２はワークピース１００と係合し、同時にナット５４はスリーブ１４のキャビティ３８内に押し込まれ、スリーブ１４の細長い部分４０の膨らみ５５を拡張する。ナット５４のスプライン５６、６０は、スリーブ１４の内壁４１と係合して、スリーブ１４に対するナット５４の回転を防止する。スリーブ１４に対してボルト１２のヘッド２４が同一平面上であることを確認して、ファスナー１０の取り付けの目視検査を行う。更に、最小のクランプ力は、ワークピース１００、１０２上で保証される。

図４を参照すると、別の実施形態では、ファスナー１０はナット５４を含む必要はない。この点において、アニール領域５０（図１に示す）は、ワークピース１０２と係合し、ワークピース１００、１０２を共にクランプするバルブ６２の形成を可能にする。

図５を参照すると、別の実施形態では、ファスナー１０は、ボルト１２のヘッド２４が突出ヘッドであることを除いて、同様の構造を有する。一実施形態では、スリーブ１４のヘッド３４は突出ヘッドである。ボルト１２がスリーブ１４内に取り付けられる場合、ボルト１２のヘッド２４がスリーブのヘッド３４と係合してそれらの間の間隙を閉じる。

本明細書に記載の実施形態は単なる例示であり、当業者は本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく多くの変形及び変更を行うことができることを理解されたい。そのような変形及び変更はすべて、添付の特許請求の範囲に定められる本発明の範囲内に含まれることが意図されている。

Claims (8)

1. 複数のワークピースを互いに固定するために使用されるファスナーにおいて、
   第１の端部及び前記第１の端部に対向する第２の端部を有する細長いシャンク部と、前記第１の端部に近接して位置する平滑な円筒状シャンク部と、前記第２の端部に位置し、複数のネジ山を有するネジ付き部と、前記第１の端部に位置するヘッドと、前記ヘッドと前記平滑な円筒状シャンク部との中間に位置する環状溝と、を含むボルトと、
   スリーブであって、第１の端部と、前記スリーブの前記第１の端部に対向する第２の端部と、前記スリーブの前記第１の端部に位置するヘッドと、前記スリーブの前記ヘッドから前記スリーブの前記第２の端部へ延在する細長いシャンク部と、前記スリーブの前記第１の端部から前記スリーブの前記第２の端部へ延在する内部キャビティを形成する内壁と、前記スリーブの前記細長いシャンク部内に位置する細長い部分と前記スリーブの前記ヘッドに位置する凹部とを含む前記内部キャビティと、前記凹部の底部で前記スリーブの前記細長いシャンク部に近接して位置する環状タブと、を含むスリーブ、とを含み、
   前記スリーブは前記ボルトを受け入れるように適合され、前記ボルトの前記シャンク部が前記スリーブの前記内部キャビティの前記細長い部分内に配置され、前記ボルトの前記ヘッドが前記スリーブの前記ヘッドの前記凹部内に配置され、
   前記ファスナーが、その取り付け状態にて前記複数のワークピースをクランプする場合、前記スリーブの前記環状タブは変形されて前記ボルトの前記環状溝に嵌合する、ファスナー。
2. 前記ファスナーが前記取り付け状態にない場合、前記スリーブの前記環状タブは、前記ボルトの長手方向軸に対して斜めに延在する斜面と、前記ボルトの前記長手方向軸と実質的に平行な軸方向の側面とを含む、請求項１に記載のファスナー。
3. 前記ファスナーが前記取り付け状態にて前記複数のワークピースをクランプする場合、前記スリーブの前記環状タブは、前記環状タブの前記斜面及び軸方向の側面が内側に移動するように変形される、請求項２に記載のファスナー。
4. 前記ボルトの前記ネジ付き部分の前記複数のネジ山に螺合するように適合された雌ネジを有するナットを更に備える、請求項３に記載のファスナー。
5. 前記ナットは、第１の端部、前記ナットの前記第１の端部に対向する第２の端部、及び前記ナットの前記第１の端部に位置するテーパ状部を含む、請求項４に記載のファスナー。
6. 前記ファスナーが前記取り付け状態にて前記複数のワークピースをクランプする場合、前記スリーブの前記内部キャビティの前記細長い部分は、変形して前記ナットを受け入れるように適合されている、請求項５に記載のファスナー。
7. 前記ナットは、前記ナットの前記第１の端部から前記ナットの前記第２の端部へ延在する複数のスプラインを含む、請求項６に記載のファスナー。
8. 前記スリーブの前記シャンク部は、前記スリーブの前記第２の端部に近接して位置するアニール領域を含み、前記スリーブは、前記ファスナーを取り付けた状態である場合にバルブを形成するように適合されている、請求項３に記載のファスナー。

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